Радиоактивности пород метаморфических и метасоматических пород

Метаморфизм как процесс приспособления пород к изменяющимся физико-химическим условиям приводит к масштабной миграции петрогенных, рудных и радиоактивных элементов. Содержание последних в метаморфизованных поводах зависит как от радиоактивности исходных пород, так и от степени метаморфизма.

При увеличении степени регионального метаморфизма содержание всех радиоактивных элементов понижается (рис. 6.9).

Особенность влияния метаморфизма на углеродистые породы заключается в понижении их радиоактивности уже на уровне эпидот-амфиболитовой фации. Вынос урана из областей метаморфизма может привести к обогащению этим элементом горизонтов вышележащих пород, как это наблюдается в протерозойских сланцах Енисейского кряжа, где в стратиграфическом разрезе углеродистых сланцев радиоактивность растет от нижних более метаморфизованных горизонтов к верхним - менее метаморфизованным (рис.. 6.10).

Рис. 6.9 - Содержания урана и тория в продуктах регионального метаморфизма (по А. А. Смыслову, 1984).

1-4 - фации метаморфизма: 1 - зелено-сланцевая и эпидот-амфиболитовая; 2 - амфиболитовая; 3 - гранулитовая; 4 - эклогитовая

Определенно повышеннорадиоактивными являются редкометалльные грейзены, высокотемпературные карбонатиты. В общем высокотемпературные фации метасоматитов чаще всего радиоактивны за счет урана и тория. Низкотемпературные метасоматиты, например пропилиты, как правило, отличаются понижением содержания всех радиоактивных элементов, хотя с окварцеванием и карбонатизаци-ей пород могут быть связаны повышения концентраций урана. Для среднетемяературных метасоматитов типа березитов обычен привнес калия, хотя эти породы могут быть обогащены также ураном.

Для метасоматических образований трудно найти общую формулу поведения в них радиоактивных элементов, слишком оно многообразно. Как бы ни изменялось содержание отдельных радиоактивных элементов или общая радиоактивность, у метасоматических образований есть единый радиогеохимический признак - нарушение конституционных (т.е. обычных для неизмененных пород) соотношений между содержаниями радиоактивных элементов. Наглядно это можно показать на примере, взятом из работы Е. В. Плющева и В. В. Шатова (рис. 7.11).

Рис. 7.10 - Повышенная радиоактивность углеродистых сланцев: 1 - кварцево-мусковитовые углеродистые сланцы;

2 - кварцево-карбонатно-слюдистые метасоматиты по сланцам; 3 - то же золотоносные; 4 - интервал максимальной обуглероженности сланцев

Рис. 7.11. Относительное изменение содержания радиоактивных и рудных элементов при увеличении интенсивности альбитизации гранитоидов (по Е. В Плющеву, В В. Шатову, 1985)

При альбитизации гранитов радиоактивные элементы ведут себя по-разному. При увеличении интенсивности метасоматоза содержание урана увеличивается значительно (более чем в два раза), содержание тория и калия изменяется в меньшей мере, при этом торий привносится, а калий выносится из метасоматитов. Следовательно, признаком альбитизи-рованных гранитов будет уменьшение торий-уранового отношения и увеличение торий-калиевого в сравнении с таковыми для неизмененных гранитов.

Обратим внимание, что каждый радиоактивный элемент входит в группу одинаково изменяющихся при альбитизации элементов (рис. 6.11). Аналогично урану ведут себя олово, фтор и цирконий; поведение рубидия, лантана и молибдена похоже на поведение тория; элементы медь, титан, цинк и другие выносятся из альбитизированных гранитов, так же как калий. Следовательно, по радиоактивности пород с учетом выявленных связей можно изучать геохимическую миграцию рудных элементов в гидротермальиом процессе.